samenvatting zelfstudie: glycogeen metabolisme

Glycogeen metabolisme
Inleiding
 Glycogeen = efficiënte opslagvorm van glucose in de cel
o Glucose structuren verbonden via α −1,4 verbindingen
 Af en toe een vertakking via een α −1,6 verbinding
→ meer vrije uiteindes verkregen = niet-reducerende eindes
 Enige mogelijke plaats voor afbraak glucose-residu’s van glycogeen
o Telkens 1 glucose-eenheid per afbraak
o Per te stockeren glucose molecule wordt er 1 energie-eenheid verbruikt
 Gluc6P+Glycn + ATP + H2O → Glycn+1 + ADP + 2Pi
 Vrij glucose kan niet opgeslagen worden door zijn hoge osmotische activiteit
→ zou de osmotische balans kunnen verstoren waardoor cellen kunnen openbarsten
o Glycogeen granules kennen geen effect op osmotische balans
 Voornamelijk terug te vinden in lever en spiercellen
o In lever reguleert deze de bloedglucose spiegel
o In de spiercellen voorziet deze eigen energie
 Onmiddellijk inzetbare energie
 Glycogeen kan zowel aeroob als anaeroob afgebroken worden, dit kunnen vetten niet
→ vetzuren kunnen niet opnieuw glucose vormen, maar wel steeds glucose nodig
o Glycogeen is noodzakelijk om glucosespiegel hoog genoeg te houden

Glycogeen afbraak
 Verschillende enzymes belangrijk voor de glycogeen afbraak

Glycogeen Vrijstelling van G-1-P uit glycogeen Twee subunits met zowel een
fosforylase Katalyse van fosforylyse van glycogeen → N- als C-terminaal domein
fosfaatgroep toevoegen geeft klieving α -  Op grens tussen domeinen
1,4 verbinding zit katalytische site in een
Enkel aan niet-reducerende eindes diepe groeve
→ geen water aan site,
want anders hydrolyse
o Geen fosfaatgroep
gebonden (minder
energie-efficiënt)
Glycogeen bindingssite ver van
katalytische site → meerdere keren
katalyse uitvoeren terwijl zelfde
glycogeen gebonden blijft
→ snelle afbraak mogelijk
Co-factor PLP (pyridoxaal fosfaat)
covalent gebonden glycogen
fosforylase door lysine en helpt bij
positionering van orthofosfaat

, Fosfoglucomutas Omzetting van G-1-P naar G-6-P
e Tussenstap vormt G-1,6-BP om uiteindelijk enkel de fosfaatgroep op het 6 de
koolstofatoom te behouden




Transferase Herschikking glycogeen vereist zodat afbraak
verder zou kunnen verlopen dan tot 4 residu’s
voor een vertakking
Enzyme zal 1-4 verbindingen verbreken en
elders terug aanzetten
α -1,6-glucosidase Verbreken van 1-6 verbindingen mbv water
Minder energie efficiënte manier


 Extra enzyme in de lever en de nier beschikbaar = G-6-P fosfatase
o G-6-P getransporteerd door een transport 1 molecule naar enzyme
 Enzyme zal G-6-P hydrolyseren naar Pi en glucose
→ kan zo bloedglucosespiegel constant houden

Regulatie
 Fosforylase kan voorkomen in twee verschillende vormen
o Fosforylase a = gefosforyleerd op serine14 → katalytisch actieve vorm
 Meest voorkomend vorm in de lever
 Glycogeen gebruikt voor bloedglucosespiegel
o Fosforylase b = niet gefosforyleerd op serine14 → katalytisch minder actieve vorm
 Meest voorkomende vorm in de spier
 Glycogeen gebruikt voor energievoorziening bij inspanning
→ niet altijd nodig en dus meestal inactief
 Zowel de a als de b-vorm bevinden zich in een evenwicht tussen een relaxed (R) en tense (T)
state, waar R actief is en T niet
o Fosforylase a kent een verschuiving van het evenwicht meer naar de R-state
Fosforylase b kent een verschuiving van het evenwicht meer naar de T-state
o Evenwicht kan verschoven worden door aanwezigheid van allosterische effectoren
 Regulatie van fosforylase door metabolieten
o In de spieren voornamelijk gereguleerd door de energy charge van de cel
→ energie nodig geeft afbraak van glycogeen, geen energie geeft glycogeen
 AMP is positief allosterisch effector van spier fosforylase
 Fosforylase b verschuift evenwicht van T- naar R-state
 ATP en G-6-P zijn negatieve allosterische effectoren van de spier
 Evenwicht verschuift verder richting de T-vorm
o In de lever voornamelijk gereguleerd door glucose concentratie in het bloed
→ glucose is een negatief allosterische effector
 Fosforylase a zal evenwicht verschuiven van R-state naar T-state